毕业设计---PLC控制的恒压供水系统

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1、- 1 - 目 录 摘 要 . - 3 - 第一章 绪论 - 4 - 1.1 课题的意义及应用背景 . - 4 - 1.2 本文研究的内容 - 5 - 第二章 恒压供水原理及系统的技术指标 - 6 - 2.1 任务 - 6 - 2.2 系统技术指标 . - 6 - 2.3 系统的组成和基本工作原理 . - 6 - 2.4 主要元器件选型. - 6 - 第三章 硬件的基本原理及其应用 - 7 - 3.1 PLC可编程控制器(FXOS20MR) - 7 - 3.1.1 可编程控制器的特点 . - 7 - 3.1.2 可编程控制器的工作原理 - 8 - 3.2 变频器的原理与特性(CIMRG7).-

2、 11 - 3.2.1变频器简介 . - 11 - 3.2.2变频与变压(VVVF)原理 . - 11 - 3.2.3变频调速的基本原理 . - 12 - 3.2.4变频调速的升速和启动 . - 12 - 3.2.5变频调速的降速和制动 . - 13 - 3.2.6变频后的电动机的机械特性:. - 13 - 3.2.7 V/F控制的概念: - 14 - 3.2.8矢量控制的概述 - 15 - 3.2.9 CIMRG7的特性 - 16 - 3.3 PID调节仪 - 18 - 3.3.1 PID调节原理 . - 18 - 3.3.2 PID参数设置 . - 20 - - 2 - 3.3.3 PID

3、设定值的调整 - 21 - 第四章 软件设计 . - 22 - 4.1 PLC程序 - 22 - 4.1.1基本步骤 - 23 - 4.1.2 程序中使用的继电器 . - 23 - 4.1.3程序流程 - 24 - 4.2PLC程序的运行和模拟调试 - 25 - 4.3系统总体调试 - 26 - 致 谢. - 27 - 参考文献 . - 27 - - 3 - 摘 要 本文主要针对当前供水系统中存在的自动化程度不高、能耗严重、可靠 性低的缺点加以研究，开发出一种新型的并在这三个方面都有所提高的 PLC 控制的恒压供水系统。 全文共分为五章。第一章阐明了恒压供水系统的应用背景、选题意义及主 要研究

4、内容。第二章对本系统的总体方案进行了介绍，其中包括系统的工艺 要求，系统的组成和基本工作原理以及主要元器件的选型。第三章着重写控 制系统的硬件部分的基本原理。第四章介绍了系统的软件开发工作，对 PLC 程序做了详细描述并介绍了过程控制中占据重要地位的 PID 调节原理及参数 设置依据，方法。第五章是项目调试和小结部分，给出了调试结果。 本论文综合运用了可编程控制器（PLC） 、变频器、PID 调节仪、传感器 等现代工业控制常用的控制部件及其相关程序设计方法。所做的研究对同类 系统的研究和开发具有一定的参考价值。 关键词关键词：可编程序控制器 变频器 PID - 4 - 第一章 绪论 1.1 课

5、题的意义及应用背景 在我国，节电节水的潜力非常大。据有关国际组织发表的资料显示:中国 的单位国民经济总产值所消耗的电是美国、德国等的 4 倍左右，消耗的水是 他们的 2 倍左右。我国的大量用电设备中，风机和泵类电机的耗电量占全国 发电量的 50%左右,若推广新型电机调速技术,可节电 40%左右,即可以节约全 国发电量的 1/5.由于我国人均占有水、电资源相对于别国又少很多,因此,在 我国一方面水电供应紧张,而另一方面,水电的浪费又十分惊人.节电节水,不 仅潜力巨大,而且意义深。 变频控制技术的进步不仅仅是异步电动机结构简单、坚固、易于维护等 优点，更主要的是采用变频调速技术的异步电动机的机械特

6、性达到了直流电 动机调压调速的特性。由于计算机技术的介入，使得变频器具有丰富的功能 和方便好用的特点，因此人们才有可能按照实际要求，自行构成一个适用和 可靠的调速系统。 变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，使 我国供水行业的技术装备水平从 90 年代初开始经历了一次飞跃。 恒压供水调 速系统实现水泵电机无级调速， 依据用水量的变化自动调节系统的运行参数， 在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求，是当今最先进、合理的 节能型供水系统。在实际应用中得到了很大的发展。随着电力电子技术的飞 速发展，变频器的功能也越来越强。充分利用变频器内置的各种功能，对合 理设计变频调速恒压供水设备，降低成本，保证产品质量等方面有着非常重 要的意义。 变频恒压供水控制系统主要有： (1)带 PID 回路调节器和/或可编程序控制器(PLC)的控制系统 在该系统中，变频器的作用是为电动机提供可变频率的电源，实现电动机 的无级调速，从而使管网水压可控。传感器的任务是检测管网水压；压力设 定单元为系统提供满足用户需要的水压期望值；压力设定信号和压力反馈信 号输入可编程控制器后